本發(fā)明涉及太赫茲波分路器，尤其涉及一種多頻點(diǎn)太赫茲波分路器。

背景技術(shù)：

近年來，在電磁波譜上介于發(fā)展已相當(dāng)成熟的毫米波和紅外光之間的太赫茲波無疑是一個(gè)嶄新的研究領(lǐng)域。太赫茲波頻率0.1～10THz，波長為30μm～3mm。長期以來，由于缺乏有效的太赫茲波產(chǎn)生和檢測方法，與傳統(tǒng)的微波技術(shù)和光學(xué)技術(shù)相比較，人們對該波段電磁輻射性質(zhì)的了解甚少，以至于該波段成為了電磁波譜中的太赫茲空隙。隨著太赫茲輻射源和探測技術(shù)的突破，太赫茲獨(dú)特的優(yōu)越特性被發(fā)現(xiàn)并在材料科學(xué)、氣體探測、生物和醫(yī)學(xué)檢測、通信等方面展示出巨大的應(yīng)用前景。可以說太赫茲技術(shù)科學(xué)不僅是科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的重要基礎(chǔ)問題，又是新一代信息產(chǎn)業(yè)以及基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)展的重大需求。

太赫茲波解復(fù)用器是一類重要的太赫茲波功能器件，近年來太赫茲波分路器已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。然而現(xiàn)有的太赫茲波解復(fù)用器大都存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功分效率低、成本高等諸多缺點(diǎn)，所以研究結(jié)構(gòu)簡單、分路效率高、成本低、尺寸小，具有可調(diào)性能的太赫茲波分路器意義重大。。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)快的多頻點(diǎn)太赫茲波分路器。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

多頻點(diǎn)太赫茲波分路器，包括設(shè)置于基底上方的呈正方形周期排列的介質(zhì)柱及位于介質(zhì)柱之間的信號輸入端、第一信號輸出端、第二信號輸出端、第三信號輸出端、第四信號輸出端、第一折線波導(dǎo)、第二折線波導(dǎo)、第一倒U形波導(dǎo)、第二倒U形波導(dǎo)、第一耦合區(qū)域、第二耦合區(qū)域、第三耦合區(qū)域；在去除部分介質(zhì)柱后，形成了第一折線波導(dǎo)、第二折線波導(dǎo)、第一倒U形波導(dǎo)、第二倒U形波導(dǎo)，第一耦合區(qū)域由一排第一介質(zhì)柱組成，第二耦合區(qū)域由一排第二介質(zhì)柱組成，第三耦合區(qū)域由一排第三介質(zhì)柱組成，第一折線波導(dǎo)、第一耦合區(qū)域、第一倒U形波導(dǎo)、第二耦合區(qū)域、第二倒U形波導(dǎo)、第三耦合區(qū)域、第二折線波導(dǎo)自左到右順次排列，第一倒U形波導(dǎo)的右下端設(shè)有信號輸入端，第一折線波導(dǎo)的下端設(shè)有第一信號輸出端，第一倒U形波導(dǎo)的左下端設(shè)有第二信號輸出端，第二倒U形波導(dǎo)的右下端設(shè)有第三信號輸出端，第二折線波導(dǎo)的下端設(shè)有第四信號輸出端；太赫茲波從信號輸入端輸入，四種不同頻率的太赫茲波分別從第一信號輸出端、第二信號輸出端、第三信號輸出端、第四信號輸出端分離輸出。

上述技術(shù)方案可以采用如下優(yōu)選方式：

所述的二維周期排列的介質(zhì)柱的材料為硅，折射率為3.4，半徑為39～41μm，相鄰介質(zhì)柱之間圓心的距離199～201μm。所述的第一介質(zhì)柱的材料為硅，折射率為3.4，半徑為39～41μm，相鄰第一介質(zhì)柱之間圓心的距離199～201μm。所述的第二介質(zhì)柱的材料為硅，折射率為3.4，半徑為29～31μm，相鄰第二介質(zhì)柱之間圓心的距離199～201μm。所述的第三介質(zhì)柱的材料為硅，折射率為3.4，半徑為35～37μm，相鄰第三介質(zhì)柱之間圓心的距離199～201μm。

本發(fā)明的多頻點(diǎn)太赫茲波分路器具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊，響應(yīng)時(shí)間快，便于制作等優(yōu)點(diǎn)，滿足在太赫茲波通信和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等領(lǐng)域應(yīng)用的要求。

附圖說明

圖1是多頻點(diǎn)太赫茲波分路器的二維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是輸入頻率為0.5677THz時(shí)多頻點(diǎn)太赫茲波分路器能量分布圖；

圖3是輸入頻率為0.5192THz時(shí)多頻點(diǎn)太赫茲波分路器能量分布圖；

圖4是輸入頻率為0.54THz時(shí)多頻點(diǎn)太赫茲波分路器能量分布圖；

圖5是輸入頻率為0.6THz時(shí)多頻點(diǎn)太赫茲波分路器能量分布圖；

圖6是個(gè)輸出端輸出功率曲線。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種多頻點(diǎn)太赫茲波分路器，包括設(shè)置于基底上方的呈正方形周期排列的介質(zhì)柱13及位于介質(zhì)柱13之間的信號輸入端1、第一信號輸出端2、第二信號輸出端3、第三信號輸出端4、第四信號輸出端5、第一折線波導(dǎo)6、第二折線波導(dǎo)7、第一倒U形波導(dǎo)8、第二倒U形波導(dǎo)9、第一耦合區(qū)域10、第二耦合區(qū)域11、第三耦合區(qū)域12；在去除部分介質(zhì)柱13后，形成了第一折線波導(dǎo)6、第二折線波導(dǎo)7、第一倒U形波導(dǎo)8、第二倒U形波導(dǎo)9，第一耦合區(qū)域10由一排第一介質(zhì)柱14組成，第二耦合區(qū)域11由一排第二介質(zhì)柱15組成，第三耦合區(qū)域12由一排第三介質(zhì)柱16組成，第一折線波導(dǎo)6、第一耦合區(qū)域10、第一倒U形波導(dǎo)8、第二耦合區(qū)域11、第二倒U形波導(dǎo)9、第三耦合區(qū)域12、第二折線波導(dǎo)7自左到右順次排列，第一倒U形波導(dǎo)8的右下端設(shè)有信號輸入端1，第一折線波導(dǎo)6的下端設(shè)有第一信號輸出端2，第一倒U形波導(dǎo)8的左下端設(shè)有第二信號輸出端3，第二倒U形波導(dǎo)9的右下端設(shè)有第三信號輸出端4，第二折線波導(dǎo)7的下端設(shè)有第四信號輸出端5；太赫茲波從信號輸入端1輸入，四種不同頻率的太赫茲波分別從第一信號輸出端2、第二信號輸出端3、第三信號輸出端4、第四信號輸出端5分離輸出。

所述的二維周期排列的介質(zhì)柱13的材料為硅，折射率為3.4，半徑為39～41μm，相鄰介質(zhì)柱13之間圓心的距離199～201μm。所述的第一介質(zhì)柱14的材料為硅，折射率為3.4，半徑為39～41μm，相鄰第一介質(zhì)柱14之間圓心的距離199～201μm。所述的第二介質(zhì)柱15的材料為硅，折射率為3.4，半徑為29～31μm，相鄰第二介質(zhì)柱15之間圓心的距離199～201μm。所述的第三介質(zhì)柱16的材料為硅，折射率為3.4，半徑為35～37μm，相鄰第三介質(zhì)柱16之間圓心的距離199～201μm。

實(shí)施例1

本實(shí)施例中，多頻點(diǎn)太赫茲波分路器的結(jié)構(gòu)亦如前所述(圖1)，具體結(jié)構(gòu)在此不再贅敘。多頻點(diǎn)太赫茲波分路器的結(jié)構(gòu)參數(shù)具體為：二維周期排列的介質(zhì)柱的材料為硅，折射率為3.4，半徑為40μm，相鄰介質(zhì)柱之間圓心的距離200μm。第一介質(zhì)柱的材料為硅，折射率為3.4，半徑為40μm，相鄰第一介質(zhì)柱之間圓心的距離200μm。第二介質(zhì)柱的材料為硅，折射率為3.4，半徑為30μm，相鄰第二介質(zhì)柱之間圓心的距離200μm。第三介質(zhì)柱16的材料為硅，折射率為3.4，半徑為36μm，相鄰第三介質(zhì)柱之間圓心的距離200μm。輸入太赫茲波頻率為0.5677THz時(shí)穩(wěn)態(tài)電場分布圖如圖2所示，可以看到太赫茲波從第一信號輸出端輸出；輸入太赫茲波頻率為0.5192THz時(shí)穩(wěn)態(tài)電場分布圖如圖3所示，可以看到太赫茲波從第二信號輸出端輸出；輸入太赫茲波頻率為0.54THz時(shí)穩(wěn)態(tài)電場分布圖如圖4所示，可以看到太赫茲波從第三信號輸出端輸出；輸入太赫茲波頻率為0.6THz時(shí)穩(wěn)態(tài)電場分布圖如圖5所示，可以看到太赫茲波從第四信號輸出端輸出。圖6為各信號輸出端的輸出功率曲線，可以看出，所提出的多頻點(diǎn)太赫茲波分路器實(shí)現(xiàn)了解復(fù)用功能。